Bài 14. Tính chất hóa học của kim loại trang 95, 96, 97 Hóa 12 Cánh diều: Ở nhiệt độ thường, những kim loại nào có thể phản ứng được với dung dịch HCl 1M...

Câu hỏi:

Ở nhiệt độ thường, những kim loại nào có thể phản ứng được với dung dịch HCl 1M, những kim loại nào có thể phản ứng được với H₂O để tạo ra H₂? Giải thích.

Hướng dẫn giải :

Dựa vào thế điện cực chuẩn của kim loại so sánh với thế điện cực chuẩn của H⁺

Lời giải chi tiết :

Những kim loại đứng trước Cu có thể tác dụng với dung dịch HCl 1M

Những kim loại: Na, K, Ca, Ba tác dụng được với H₂O để tạo H₂, vì thế điện cực chuẩn của các kim loại này nhỏ hơn – 0,413V.

Câu hỏi:

Dựa vào Bảng 10.1, hãy sắp xếp các kim loại sau đây theo chiều giảm dần tính khử: Al, Na, K, Fe, Cu.

Hướng dẫn giải :

Dựa vào bảng 10.1.

Các kim loại có thế điện cực chuẩn càng nhỏ tính khử càng mạnh và ngược lại

Lời giải chi tiết :

Chiều giảm dần tính khử: K, Na, Al, Fe, Cu.

Câu hỏi:

Chuẩn bị:

- Hóa chất: Băng magnesium dài khoảng 3cm – 5 cm.

- Dụng cụ: Đèn cồn, bật lửa, kẹp đốt hóa chất.

Tiến hành: Dùng kẹp đốt hóa chất đưa đoạn băng magnesium vào ngọn lửa đèn cồn.

Yêu cầu: Quan sát và giải thích hiện tượng, viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Hướng dẫn giải :

Các kim loại có phản ứng với oxygen khi đốt cháy.

Lời giải chi tiết :

Khi băng magnesium đốt trong không khí, phát ra ánh sáng chói.

Mg đã tác dụng với khí oxygen.

Câu hỏi:

Viết phương trình hóa học của phản ứng giữa kim loại kẽm với mỗi chất sau: oxygen, sulfur và chlorine.

Hướng dẫn giải :

Các kim loại tác dụng với oxygen tạo oxide kim loại; tác dụng với sulfur và chlorine tạo muối.

Lời giải chi tiết :

Câu hỏi:

Chuẩn bị:

- Hóa chất: Đinh sắt đã được đánh sạch bề mặt, dung dịch copper(II) sulfate 1 M.

- Dụng cụ: Cốc thủy tinh.

Tiến hành: Cho đinh sắt vào cốc thủy tinh chứa dung dịch copper(II) sulfate 1M.

Yêu cầu: Sau khoảng 10 phút, quan sát, mô tả hiện tượng và giải thích.

Hướng dẫn giải :

Kim loại mạnh hơn đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối.

Lời giải chi tiết :

Sau một thời gian, có một lớp kim loại màu đỏ bám dần trên đinh sắt, màu xanh lam của dung dịch copper(II) sulfate ban đầu nhạt màu dần.

Giải thích: Fe đã đẩy Cu ra khỏi dung dịch CuSO₄ tạo ra Cu bám trên đinh sắt và muối FeSO₄.

Câu hỏi:

Cho \(E_{{K^ + }/K}^o\)= -2,925V, \(E_{H{g^{2 + }}/Hg}^o\)= 0,854V.

a) Cho biết vì sao potasium phản ứng được với nước. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

b) Giải thích vì sao thủy ngân không phản ứng được với nước để tạo hydroxide và khí hydrogen.

Hướng dẫn giải :

Dựa vào khả năng và mức độ phản ứng với nước của một số kim loại.

Lời giải chi tiết :

a) Vì \(E_{{K^ + }/K}^o\)= -2,925V nhỏ hơn – 0,43V nên potassium phản ứng được với nước.

PTHH: K + H₂O \( \to \)KOH + ½ H₂

b) Vì \(E_{H{g^{2 + }}/Hg}^o\)= 0,854V lớn hơn – 0,43V nên thủy phân không phản ứng được với nước.

Câu hỏi:

Chuẩn bị:

- Hóa chất: Lá đồng, băng magnesium, dung dịch hydrochloric acid 1M.

- Dụng cụ: Ống nghiệm.

Tiến hành: Cho vào hai ống nghiệm mỗi ống khoảng 2ml dung dịch HCl 1M. Cho tiếp lá đồng vào ống nghiệm (1), băng magnesium vào ống nghiệm (2).

Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng xảy ra và viết phương trình hóa học của phản ứng.

Hướng dẫn giải :

Kim loại tác dụng được với dung dịch acid tạo muối và khí H₂

Lời giải chi tiết :

Mg tan dần trong dung dịch hydrochloric, có bọt khí xuất hiện

PTHH: Mg + 2HCl \( \to \) MgCl₂ + H₂

Câu hỏi:

Chuẩn bị:

- Hóa chất: Lá đồng, dung dịch sulfuric acid 1 M, dung dịch sulfuric acid khoảng 70%, giấy quỳ.

- Dụng cụ: Ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, bông tẩm nước, đèn cồn, bật lửa.

Tiến hành:

- Cho vào mỗi ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid loãng và ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid đặc một lá đồng

- Đậy mỗi ống nghiệm bằng bông tẩm nước.

- Đun hai ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. Sau một thời gian, dùng mẩu giấy quỳ kiểm tra PH của bông tẩm nước đã dùng để nút hai ống nghiệm trên.

Yêu cầu: Quan sát, mô tả hiện tượng và giải thích. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra (nếu có).

Chú ý: Cẩn thận khi sử dụng dung dịch sulfuric acid đặc.

Hướng dẫn giải :

Cu không tác dụng với dung dịch sulfuric acid loãng, nhưng tác dụng với dung dịch sulfuric acid đặc.

Lời giải chi tiết :

Hiện tượng:

Lá đồng trong ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid 1M không có hiện tượng xảy ra

Lá đồng trong ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid 70% có bọt khí thoát ra, lá đồng tan dần. Bọt khí thoát ra được thấm bằng bông tẩm nước, khi thử bằng giấy quỳ, giấy quỳ chuyển màu hồng.

Giải thích: Lá đồng tan được trong dung dịch sulfuric acid đặc, tạo ra khí SO₂

PTHH: Cu + 2H₂SO₄ (đặc) \( \to \) CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Câu hỏi:

Dựa vào thế điện cực chuẩn của kim loại trong Bảng 10.1, giải thích vì sao Cu và Ag không phản ứng với dung dịch hydrochloric acid 1M.

Hướng dẫn giải :

Dựa vào thế điện cực chuẩn của Cu, Ag và so sánh với thế điện cực chuẩn của H⁺. Giá trị thế điện cực chuẩn \(E_{M + /M}^o\)< 0 có thể khử được ion H⁺.

Lời giải chi tiết :

Vì \(E_{C{u^{2 + }}/Cu}^o = 0,34V;E_{A{g^ + }/Ag}^o = 0,799V\)> \(E_{{H^ + }/H}^o\)nên không khử được ion H⁺. Do đó Cu, Ag không tác dụng với dung dịch hydrochloric acid.

Câu hỏi:

Có thể dùng dung dịch sulfuric acid đặc để phân biệt đoạn dây bạc và đoạn dây paltium được không? Vì sao?

Hướng dẫn giải :

Ag tác dụng với H₂SO₄ đặc, Pt không tác dụng với H₂SO₄ đặc.

Lời giải chi tiết :

Có thể dùng dung dịch H₂SO₄ đặc để phân biệt đoạn dây bạc với đoạn dây paltium. Vì đoạn dây bạc tác tan được trong dung dịch H₂SO₄ đặc.

Câu hỏi:

Cho đinh sắt đã được đánh sạch bề mặt vào dung dịch của một trong các muối sau (có nồng độ 1M): aluminium chloride, zinc nitrate, copper(II) sulfate, lead(II) nitrate.

a) Trường hợp nào có phản ứng tạo thành kim loại? Nêu vai trò của mỗi chất tham gia phản ứng.

b) Viết các phương trình hóa học của phản ứng ở dạng ion thu gọn.

Hướng dẫn giải :

Dựa vào tính chất hóa học của kim loại.

Lời giải chi tiết :

a) Trường hợp khi cho đinh sắt vào dung dịch: copper(II) sulfate, lead(II) nitrate.

Vai trò: đinh sắt đóng vai trò chất khử; ion Cu²⁺, ion Pb²⁺ đóng vai trò chất oxi hóa.

b) PTHH: Fe + Cu²⁺ \( \to \) Fe²⁺ + Cu

Fe + Pb²⁺ \( \to \)Fe²⁺ + Pb

Câu hỏi:

Từ giá trị thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử ở Bảng 10.1 và giá trị\({E_{2{H_2}{\rm{O}}/2{\rm{O}}{H^ - } + {H_2}}} = - 0,413V\)ở môi trường trung tính, cho biết phản ứng nào sau đây có thể xảy ra. Viết phương trình hóa học của phản ứng (nếu có).

a) Ag(s) + Cu²⁺(aq) \( \to \) b) Sn(s) + Cu²⁺(aq) \( \to \) c) Ni(s) + H₂O(l) \( \to \)

Hướng dẫn giải :

Dựa vào thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử của các chất, khi thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thì có phản ứng xảy ra.

Lời giải chi tiết :

\(E_{A{g^ + }/Ag}^o > E_{C{u^{2 + }}/Cu}^o\)=> tính khử của Ag yếu hơn Cu và tính oxi hóa của Ag⁺ mạnh hơn Cu²⁺ => phản ứng (a) không xảy ra.

\(E_{S{n^{2 + }}/Sn}^o < E_{C{u^{2 + }}/Cu}^o\)=> tính khử của Sn mạnh hơn Cu và tính oxi hóa của Sn²⁺ mạnh hơn Cu²⁺ => phản ứng (b) xảy ra.

PTHH: Sn + Cu²⁺ \( \to \) Sn²⁺ + Cu

\(E_{N{i^{2 + }}/Ni}^o\)> \({E_{2{H_2}{\rm{O}}/2{\rm{O}}{H^ - } + {H_2}}}\)=> tính khử Ni yếu hơn H₂O/OH^- và tính oxi hóa Ni²⁺ mạnh hơn 2H₂O/OH^- => phản ứng (c) không xảy ra.

Câu hỏi:

Dựa vào tính chất vật lý và tính chất hóa học, giải thích vì sao bạc, vàng thường được dùng làm đồ trang sức.

Hướng dẫn giải :

Dựa vào tính chất vật lý và tính chất hóa học của vàng và bạc.

Lời giải chi tiết :

Vàng và bạc có tính ánh kim, tính dẻo nên dễ tạo uốn tạo các hình dạng. Ngoài ra vàng và bạc không tác dụng với khí oxygen và dung dịch acid thông thường nên không bị han gỉ.